Los físicos proponen una nueva forma de defender la Tierra contra los impactos cósmicos

¿Está Planetary Defense PI en el cielo?

En febrero de 2013, los observadores del cielo de todo el mundo centraron su atención en el asteroide 2012 DA14, una roca cósmica de unos 150 pies (50 metros) de diámetro que iba a volar más cerca de la Tierra que la nave espacial que nos trae la televisión por satélite.

Poco se dieron cuenta mientras se preparaban para el evento que ocurre una vez en varias décadas de que otro fragmento de escombros celestes se precipitaba hacia la Tierra, con un rumbo más directo. El 15 de febrero de 2013, el meteoro de Chelyabinsk, un asteroide de aproximadamente 62 pies (19 metros) de diámetro, explotó sobre la ciudad de Chelyabinsk, Rusia, al entrar en la atmósfera de la Tierra en un ángulo poco profundo. La explosión rompió ventanas y dañó edificios, y casi dos mil personas resultaron heridas, aunque afortunadamente nadie murió.

“Resultó que ese día llegaban dos asteroides completamente independientes”, dijo Philip Lubin, profesor de física de la UC Santa Bárbara y uno de los muchos científicos que anticipan el encuentro cercano a la Tierra del 2012 DA14. “Uno de ellos sabíamos que iba a extrañar la Tierra. El otro, ni siquiera sabíamos que vendría “.

Para Lubin y científicos como él, incidentes como estos subrayan la importancia de una defensa planetaria sólida: la detección, el seguimiento, la caracterización y, en última instancia, la defensa contra asteroides y cometas potencialmente peligrosos. Los eventos que amenazan la ciudad como Chelyabinsk son raros, ocurren aproximadamente una vez cada 50 a 100 años, pero son potencialmente devastadores. El más reciente de estos sucesos fue el Evento de Tunguska, un estallido aéreo sobre el este de Siberia en 1908, que arrasó cientos de millas cuadradas de bosque. Más raros aún, pero sin embargo posibles, son los objetos que amenazan con la extinción masiva, como el impactador de Chicxulub, que acabó con los dinosaurios hace unos 66 millones de años, o el estallido de aire más reciente (hace 12.800 años) que causó quemaduras generalizadas y la aparición de un “invierno de impacto” llamado Younger Dryas.

Diagrama de implementación de PI

Crédito: Alexander Cohen

Sin embargo, no se puede descartar la posibilidad de que objetos más grandes se acerquen incómodamente a la Tierra en un futuro próximo: Apophis, con su diámetro de 1.214 pies (370 metros), debe pasar de cerca el viernes 13.th en abril de 2029, mientras que se espera que Bennu, con 490 m de diámetro, realice un pase similar en 2036. Aunque no se prevé que golpeen la Tierra, incluso cambios relativamente pequeños en su órbita podrían hacer que entren en bolsas gravitacionales. llamados “ojos de cerradura” que pueden colocarlos en una trayectoria más directa hacia la Tierra.

“Si atraviesa el ojo de la cerradura gravitacional, generalmente golpeará la Tierra en la siguiente ronda”, dijo Lubin.

Las estrategias para la defensa planetaria han progresado desde la investigación hacia mejores métodos para comprender las amenazas, hasta los esfuerzos para desviar los peligros potenciales y cambiar sus órbitas, incluida una estrategia desarrollada por el grupo de Lubin, que propuso el uso de láseres para empujar los objetos amenazantes fuera del camino de la Tierra. (Consulte su sitio web para obtener más información sobre la defensa planetaria basada en láser: www.deepspace.ucsb.edu/projects/directed-energy-planetary-defense)

En dos papeles sobre el tema de la defensa planetaria terminal presentado a la revista Avances en la investigación espacial, acompañado de un artículo de opinión publicado en Scientific American, Lubin y el co-investigador Alexander Cohen presentan un método más proactivo para lidiar con peligrosos desechos espaciales extraterrestres. El proyecto se llama PI, que simboliza cariñosamente PAGulverizar It.

Prepararse para lo inevitable: ¿hacer o no?

“Si bien a menudo decimos que nada en la vida es seguro excepto la muerte y los impuestos, ciertamente también podemos agregar la extinción humana a esta lista”, dijo Lubin. “Hay un gran asteroide o cometa acechando en nuestro sistema solar con ‘Tierra’ escrito en él. Simplemente no sabemos dónde está o cuándo golpeará “.

En los últimos 113 años, la Tierra ha sido golpeada por dos grandes asteroides que podrían haber amenazado la vida de millones si hubieran golpeado una ciudad importante. Sin embargo, la humanidad tuvo suerte. A la luz de esta amenaza muy real, es hora de planificar y ejecutar seriamente un programa de defensa planetaria, dicen los investigadores. PI permite un enfoque lógico y rentable para el programa de protección ambiental definitivo.

Divide y conquistaras

La clave de la estrategia de PI es el despliegue de una serie de varillas penetradoras, posiblemente llenas de explosivos, colocadas en el camino del asteroide para “cortar y cortar” el objeto amenazador. Las varillas penetradoras, de unos 10 a 30 cm de diámetro y de seis a diez pies de largo, fragmentan el núcleo del asteroide o cometa cuando choca contra ellos a una velocidad extrema.

Fundamentalmente, en lugar de desviar el objeto, la estrategia es dejar que la Tierra reciba el impacto, dijeron los investigadores, pero primero desmontar el asteroide en pedazos más pequeños, por lo general del tamaño de una casa, y dejar que los fragmentos entren en la atmósfera terrestre. La atmósfera puede absorber la energía y vaporizar aún más las piezas del tamaño de una casa en pequeños escombros que no golpean el suelo.

Dado que el asteroide original ahora ingresa a la atmósfera como una gran nube distribuida de pequeños fragmentos, distribuyen espacial y temporalmente la energía del impacto, lo que des-correlaciona las ondas expansivas creadas por cada fragmento. Esto reduce enormemente la amenaza de catastrófica a más de una “exhibición de fuegos artificiales”, con luz y sonido.

“Si puede reducir los grandes eventos, que son peligrosos, a un montón de pequeños eventos que son inofensivos, finalmente habrá mitigado la amenaza”, dijo Cohen.

“Lo único de este método es que puede tener tiempos de respuesta increíblemente cortos”, agregó Lubin. “Un problema que tienen otras técnicas como los métodos de desvío de asteroides es que están muy limitados en sus tiempos de respuesta. En otras palabras, confían en obtener un activo para desviar la amenaza hasta el asteroide mucho antes de que se acerque a la Tierra “.

En cambio, el método PI “cortar y cortar” intercepta asteroides o cometas a medida que se acercan a la Tierra y podría ser desplegado por vehículos de lanzamiento que ya existen en la actualidad, como SpaceXFalcon 9 y NASA‘s SLS para objetivos más grandes. Según los cálculos de los físicos, los objetivos más pequeños como el meteoro de Chelyabinsk podrían interceptarse minutos antes del impacto utilizando lanzadores mucho más pequeños similares a los interceptores de misiles balísticos intercontinentales, mientras que los objetivos que plantean una amenaza más seria, como Apophis, podrían ser interceptados solo 10 días antes del impacto. . Los tiempos de mitigación tan cortos no tienen precedentes, según los investigadores.

La mejor defensa es un buen ataque

Otra parte del programa es considerar un enfoque proactivo para proteger nuestro planeta, dijeron los investigadores.

“Por mucho que nos vacunen para prevenir enfermedades futuras, como ahora somos tan dolorosamente conscientes, podríamos vacunar al planeta usando las matrices de penetradores como las agujas de una vacuna para evitar una pérdida catastrófica de vidas en el futuro”, dijo Lubin. .

En este enfoque, el mismo sistema se puede utilizar para eliminar de forma proactiva objetos amenazantes como Apophis y Bennu para proteger a las generaciones futuras.

“No se aprecia bien que los objetos grandes y amenazantes como los asteroides Apophis y Bennu sean extremadamente serios”, continuó. “Si golpean, cada uno de ellos tiene una energía en el impacto igual a todos de las armas nucleares de la Tierra combinadas. Imagínese todo el arsenal nuclear de la Tierra detonando en unos segundos. Con PI podemos prevenir este escenario ”.

Este nuevo enfoque, según Lubin y Cohen, podría hacer que la defensa planetaria sea bastante factible y “fácil como PI”, y permitiría una hoja de ruta lógica para un sistema de defensa planetario robusto.

“Es posible una respuesta extraordinariamente rápida”, dijo Lubin. “No vemos ningún espectáculo tecnológico. Es sinérgico con la generación actual de vehículos de lanzamiento y otros que están saliendo “. Además, agregó Lubin, el método “estaría en gran sinergia con las futuras operaciones lunares”, y la luna podría actuar como una “base de operaciones avanzada”.

“La humanidad finalmente pudo controlar su destino y prevenir una futura extinción masiva como la de los inquilinos anteriores de la Tierra que no se preocuparon por la defensa planetaria, los dinosaurios”.

Para ver cómo funciona este sistema, visite el grupo de Cosmología Experimental de UCSB Página del proyecto PI-Terminal Planetary Defense.

La investigación en este proyecto también fue realizada por Jeeya Khetia, Tegan Costa, Hannah Shabtian, Dharv Patel, Alok Thakrar, Alex Korn y Kellan Colburn.


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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